חומרים פעילי שטח הם סוג של חומרים כימיים הנמצאים בשימוש נרחב בחיי היומיום ובייצור תעשייתי.

יש להם את המאפיינים של הפחתת מתח פני הנוזל ושיפור יכולת האינטראקציה בין נוזל למוצק או לגז.

TMAO, תחמוצת טרימתילאמין, דיהידרט, מספר CAS: 62637-93-8, הוא חומר פעיל שטח וחומרים פעילי שטח, ניתן להשתמש בו על עזרי כביסה.

מחמצנים חלשים של TMAO

תחמוצת טרימתילאמין, כחומר מחמצן חלש, משמשת בתגובות כימיות לסינתזה של אלדהידים, חמצון של בורנים אורגניים ושחרור ליגנדים אורגניים מתרכובות קרבוניל ברזל.

•  מבנה של חומרים פעילי שטח

חומרים פעילי שטח מחולקים לשני חלקים: קבוצות הידרופיליות וקבוצות הידרופוביות. קבוצה הידרופילית היא קבוצה פולרית המורכבת מאטומים כגון חמצן, חנקן או גופרית שהם הידרופיליים. קבוצות הידרופוביות הן חלקים הידרופוביים, המורכבים בדרך כלל מקבוצות לא פולריות כגון אלקיל ארוכות שרשרת או קבוצות ארומטיות. מבנה זה מאפשר לחומרים פעילי שטח לקיים אינטראקציה עם מים וחומרים הידרופוביים כגון שמנים.

•  מנגנון הפעולה של חומרים פעילי שטח

חומרים פעילי שטח יוצרים שכבה מולקולרית על פני השטח של נוזלים, המכונה שכבת ספיחה. היווצרות שכבת הספיחה נובעת מהיווצרות קשרי מימן בין הקבוצות ההידרופיליות של מולקולות חומר פעיל שטח לבין מולקולות מים, בעוד שהקבוצות ההידרופוביות מקיימות אינטראקציה עם מולקולות אוויר או שמן. שכבת ספיחה זו יכולה להפחית את מתח הפנים של הנוזל, מה שמקל על הנוזל להרטיב את פני השטח המוצקים.

חומרים פעילי שטח יכולים גם ליצור מבנים של מיצלה. כאשר ריכוז החומר הפעיל שטח עולה על ריכוז המיצלה הקריטי, מולקולות חומר פעיל שטח יתאספו מעצמן ויוצרות מיצלות. מיצלות הן מבנים כדוריים קטנים הנוצרים על ידי קבוצות הידרופיליות הפונות לפאזה המימית וקבוצות הידרופוביות הפונות פנימה. מיצלות יכולות לכלול חומרים הידרופוביים כמו שמן ולפזר אותם בפאזה המימית, ובכך להשיג אפקטים של אמולסיה, פיזור והמסה.

• תחומי יישום של חומרים פעילי שטח

1. חומר ניקוי: חומרים פעילי שטח הם המרכיב העיקרי בחומרי ניקוי, אשר יכולים להפחית את מתח הפנים של מים, להקל על המים להירטב ולחדור, ובכך לשפר את אפקט הניקוי. לדוגמה, חומרי ניקוי כמו אבקת כביסה וחומר לשטיפת כלים מכילים כולם חומרים פעילי שטח.

2. מוצרי טיפוח אישי: חומרים פעילי שטח יכולים לגרום למוצרי טיפוח אישי כמו שמפו וג'ל רחצה לייצר קצף עשיר, המספק אפקטים טובים של ניקוי וטיהור.

3. קוסמטיקה: חומרים פעילי שטח ממלאים תפקיד בתחליב, פיזור וייצוב של קוסמטיקה. לדוגמה, מתחלבים ופיזורים בקרמים, קרם פנים וקוסמטיקה הם חומרים פעילי שטח.

4. חומרי הדברה ותוספים חקלאיים: חומרים פעילי שטח יכולים לשפר את יכולת הרטיבות והחדירות של חומרי הדברה, לשפר את השפעות הספיחה והחדירה שלהם, ולשפר את יעילותם של חומרי הדברה.

5. תעשיית הנפט והכימיה: חומרים פעילי שטח ממלאים תפקיד חשוב בתהליכים כגון הפקת נפט, הזרקת מים משדות נפט והפרדת שמן-מים. בנוסף, חומרים פעילי שטח נמצאים בשימוש נרחב בחומרי סיכה, מעכבי חלודה, מתחלבים ותחומים אחרים.

תַקצִיר:

חומרים פעילי שטח הם סוג של חומרים כימיים בעלי היכולת להפחית את מתח הפנים של הנוזל ולשפר את האינטראקציה בין נוזל למוצק או לגז. המבנה שלהם מורכב מקבוצות הידרופיליות והידרופוביות, שיכולות ליצור שכבות ספיחה ומבנים של מיצלה. חומרים פעילי שטח נמצאים בשימוש נרחב בחומרי ניקוי, מוצרי טיפוח אישי, קוסמטיקה, חומרי הדברה ותוספים חקלאיים, תעשיות נפט וכימיה ותחומים אחרים. על ידי הבנת העקרונות הכימיים של חומרים פעילי שטח, נוכל להבין טוב יותר את יישומיהם ואת מנגנוני הפעולה שלהם בתחומים שונים.